Номер 2, страница 193 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

2. На какие виды делят вещества по их магнитным свойствам?

Все вещества в той или иной степени реагируют на внешнее магнитное поле. В зависимости от характера этой реакции, то есть от своих магнитных свойств, все вещества делятся на несколько основных видов. Классификация основана на значении и знаке магнитной восприимчивости $χ$ или относительной магнитной проницаемости $μ$, связанных соотношением $μ = 1 + χ$.

Диамагнетики

Это вещества, которые незначительно ослабляют внешнее магнитное поле. При внесении в магнитное поле они намагничиваются против направления поля, то есть выталкиваются из него. Магнитные свойства диамагнетиков не зависят от температуры.

• Магнитные характеристики: Относительная магнитная проницаемость $μ$ немного меньше единицы ($μ < 1$), а магнитная восприимчивость $χ$ отрицательна и очень мала по модулю ($χ < 0$, $|χ| \approx 10^{-5} - 10^{-6}$).
• Механизм: Диамагнетизм — это универсальное свойство, присущее всем веществам. Он обусловлен индуцированными токами, возникающими в электронных оболочках атомов под действием внешнего магнитного поля (в соответствии с правилом Ленца). В диамагнетиках этот эффект является преобладающим.
• Примеры: Инертные газы (гелий, неон), водород, азот, вода, медь, серебро, золото, висмут, поваренная соль.

Парамагнетики

Это вещества, которые незначительно усиливают внешнее магнитное поле. При внесении в магнитное поле они намагничиваются по направлению поля и втягиваются в него. Магнитные свойства парамагнетиков ослабевают с ростом температуры.

• Магнитные характеристики: Относительная магнитная проницаемость $μ$ немного больше единицы ($μ > 1$), а магнитная восприимчивость $χ$ положительна и мала ($χ > 0$, $χ \approx 10^{-3} - 10^{-5}$).
• Механизм: Парамагнетизм обусловлен наличием у атомов (или молекул) вещества собственных магнитных моментов, которые при отсутствии внешнего поля ориентированы хаотично из-за теплового движения. Внешнее поле создает преимущественную ориентацию этих моментов в направлении поля.
• Примеры: Алюминий, платина, вольфрам, магний, натрий, кислород, оксид марганца (MnO).

Ферромагнетики

Это вещества, которые очень сильно усиливают внешнее магнитное поле. Они способны сохранять намагниченность даже после удаления внешнего поля (явление магнитного гистерезиса). Их магнитные свойства сильно зависят от температуры; при достижении определенной температуры (точки Кюри) ферромагнетик теряет свои свойства и становится парамагнетиком.

• Магнитные характеристики: Относительная магнитная проницаемость $μ$ может достигать очень больших значений ($μ \gg 1$, до $10^6$), а магнитная восприимчивость $χ$ велика и положительна ($χ \gg 1$).
• Механизм: В ферромагнетиках существуют силы (обменное взаимодействие), заставляющие магнитные моменты соседних атомов спонтанно выстраиваться параллельно друг другу в макроскопических областях, называемых доменами. Внешнее поле ориентирует магнитные моменты доменов, что приводит к сильному намагничиванию всего вещества.
• Примеры: Железо (Fe), никель (Ni), кобальт (Co), гадолиний (Gd), а также их сплавы и некоторые соединения.

Кроме этих трех основных групп, существуют и другие, более сложные типы магнетиков:

• Антиферромагнетики: В этих веществах магнитные моменты соседних атомов ориентированы антипараллельно (в противоположных направлениях), так что их суммарный магнитный момент в отсутствие поля равен нулю. Их магнитная восприимчивость положительна, но мала. Примеры: хром (Cr), марганец (Mn).
• Ферримагнетики (ферриты): Подобно антиферромагнетикам, в них есть антипараллельно ориентированные магнитные моменты, но моменты, направленные в одну сторону, не компенсируются полностью моментами, направленными в другую. В результате вещество обладает спонтанной намагниченностью, как ферромагнетик, но обычно меньшей. Примеры: магнетит (Fe₃O₄), различные ферриты.

Ответ: В зависимости от магнитных свойств вещества делят на три основные группы: диамагнетики (ослабляют магнитное поле), парамагнетики (незначительно усиливают магнитное поле) и ферромагнетики (сильно усиливают магнитное поле и могут быть постоянными магнитами). Также выделяют антиферромагнетики и ферримагнетики.